它不僅可獲得更大的生產(chǎn)率，而且還可獲得很高的加工質(zhì)量，并可降低生產(chǎn)成本，因而被認(rèn)為是21世紀(jì)zui有發(fā)展前途的先進(jìn)制造技術(shù)之一。是實(shí)現(xiàn)高速切削的前提條件，機(jī)床的高速化是目前機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)。高速機(jī)床與虛擬軸機(jī)床均為機(jī)床突破性的重大變革。無(wú)論是普通數(shù)控機(jī)床還是虛擬軸機(jī)床，實(shí)現(xiàn)高速化的關(guān)鍵部件仍是主軸單元。主軸高速化常用dn值(dn值是指主軸軸承的平均直徑(mm)與主軸的極限轉(zhuǎn)速(r/min)的乘積)來(lái)衡量，高速主軸常是指dn值在1.0×106以上的主軸。隨著軸承技術(shù)、潤(rùn)滑技術(shù)的發(fā)展，主軸的轉(zhuǎn)速在逐年提高。

采用角接觸陶瓷球軸承后，主軸軸承的dn值進(jìn)一步提高到2.0×106。到90年代，采用新的潤(rùn)滑方式——噴射潤(rùn)滑，使主軸的dn值達(dá)到3.0×106。對(duì)于轉(zhuǎn)速在10000r/min以上的主軸單元，通過皮帶或者聯(lián)軸器來(lái)驅(qū)動(dòng)已不再合適，較合理的方式是采用內(nèi)裝電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，即將電機(jī)的轉(zhuǎn)子直接安裝在主軸上，定子安裝在主軸套筒里，做成所謂電主軸的形式。該電主軸具有結(jié)構(gòu)緊湊、易于平衡、傳動(dòng)較率高等優(yōu)點(diǎn)，是高速主軸理想的結(jié)構(gòu)。電主軸的性能除了受軸承及其潤(rùn)滑技術(shù)影響較大以外，還受許多因素的影響，其中包括軸承預(yù)緊力的控制、內(nèi)裝電機(jī)的發(fā)熱與冷卻、主軸的動(dòng)平衡、軸上零件的連接等。

此外，主軸軸端的設(shè)計(jì)也是高速電主軸不容忽視的問題。電主軸軸承的選擇及其預(yù)緊技術(shù)用在高速主軸單元上的軸承主要有角接觸球軸承、磁懸浮軸承、水基動(dòng)靜承、空氣動(dòng)靜承等。磁懸浮軸承由于價(jià)格昂貴，控制系統(tǒng)復(fù)雜，發(fā)熱問題難以解決，因而還無(wú)法在高速主軸單元上推廣應(yīng)用。水基靜承是目前國(guó)內(nèi)較熱門的研究課題之一，它是利用水具有熱容量較大、軸承溫升較小的特點(diǎn)，部分解決了普通動(dòng)、靜承發(fā)熱嚴(yán)重的問題，主要用在低速重載場(chǎng)合。空氣動(dòng)靜承徑向剛度低并有沖擊，但高速性能好，一般用在超高速、輕載、精密主軸上。

角接觸球軸承dn值在2.0×106以下的高速主軸單元中應(yīng)用，無(wú)論是速度極限、承載能力、剛度、精度等各方面均能很好地滿足要求并已標(biāo)準(zhǔn)化，價(jià)格低廉，目前90%的主軸組件采用這種類型的軸承。該類型軸承還可通過以下方法來(lái)提高性能。合理潤(rùn)滑主軸軸承常見的潤(rùn)滑方式有脂潤(rùn)滑、油霧潤(rùn)滑、油氣潤(rùn)滑、噴射潤(rùn)滑及環(huán)下潤(rùn)滑等。脂潤(rùn)滑不需任何設(shè)備，是低速主軸普遍采用的潤(rùn)滑方式。dn值在1.0×106以上的主軸，多采用油潤(rùn)滑的方式，其中油霧潤(rùn)滑是將潤(rùn)滑油(如透平油)經(jīng)壓力空氣霧化后對(duì)軸承進(jìn)行潤(rùn)滑的。這種方式實(shí)現(xiàn)容易，設(shè)備簡(jiǎn)單，油霧既有潤(rùn)滑功能，又能起到冷卻軸承的作用，但油霧不易回收，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，故逐漸被新型的油氣潤(rùn)滑方式所取代。油氣潤(rùn)滑是將少量的潤(rùn)滑油不經(jīng)霧化而直接由壓縮空氣定時(shí)、定量地沿著的油氣管道壁均勻地被帶到軸承的潤(rùn)滑區(qū)。潤(rùn)滑油起潤(rùn)滑的作用，而壓縮空氣起推動(dòng)潤(rùn)滑油運(yùn)動(dòng)及冷卻軸承的作用。油氣始終處于分離狀態(tài)，這有利于潤(rùn)滑油的回收，而對(duì)環(huán)境卻沒有污染。實(shí)施油氣潤(rùn)滑時(shí)，一般要求每個(gè)軸承都有單獨(dú)的油氣噴嘴，對(duì)軸承噴射處的位置有嚴(yán)格的要求，否則不易保證潤(rùn)滑效果，油氣潤(rùn)滑的效果還受壓縮空氣流量和油氣壓力的影響。一般地講，增大空氣流量可以提高冷卻效果，而提高油氣壓力，不僅可以提高冷卻效果，而且還有助于潤(rùn)滑油到達(dá)潤(rùn)滑區(qū)，因此，提高油氣壓力有助于提高軸承的轉(zhuǎn)速。

高速電機(jī)構(gòu)造原理

高速電機(jī)一般有一個(gè)散熱風(fēng)痢，在另一端也許會(huì)有一個(gè)測(cè)轉(zhuǎn)速用的磁鋼或測(cè)速環(huán)在拆卸散熱風(fēng)扇葉與磁鋼或測(cè)速環(huán)時(shí)一定要小心翼翼，不能把風(fēng)扇的崩葉、測(cè)速磁鋼碰壞。

其次要在風(fēng)扇軸套或在磁鋼軸套與軸之間也傲一個(gè)記號(hào)，以便修理完畢后可以按原來(lái)的標(biāo)記位置安裝 因?yàn)楦咚匐姍C(jī)的動(dòng)平衡試驗(yàn)是帶著扇葉或測(cè)速環(huán)(測(cè)速磁鋼)作的，所以組裝時(shí)，必須按拆卸時(shí)的記號(hào)組裝這一點(diǎn)在一般電機(jī)修理中是無(wú)關(guān)緊要的小事，一面在高速電機(jī)的修理中可事關(guān)大局。因?yàn)橐坏p壞測(cè)速環(huán)或風(fēng)扇片。或段有按記號(hào)組裝，即使其它部分修理得很好。組裝之后，在高速運(yùn)行時(shí)也可能會(huì)引起整機(jī)的不平衡振動(dòng)。